三種防腐劑對鮮切甜瓜品質及微生物指標的影響

朱銀濤，高飛飛，王斌

（石河子大學食品學院，新疆 石河子 832000）

三種防腐劑對鮮切甜瓜品質及微生物指標的影響

朱銀濤，高飛飛，王斌*

（石河子大學食品學院，新疆 石河子 832000）

對甜瓜進行鮮切處理，不僅具有保障營養豐富和新鮮度高的優點，同時能夠很大程度上方便消費者購買，減少環境污染。本文以厚皮甜瓜“金紅寶”為試材，研究了苯甲酸鈉、山梨酸鉀和Nisin三種防腐劑對鮮切甜瓜5℃銷售貨架期間品質及微生物指標的影響。結果表明，0.02%的Nisin處理可有效維持鮮切甜瓜的感官品質，延緩糖度及硬度的下降，保持果肉色度，抑制了銷售貨架期間霉菌、細菌及酵母菌的生長，尤以抑制酵母菌生長最為顯著。Nisin是一種無毒安全的防腐劑，效果優于傳統的防腐劑（苯甲酸鈉、山梨酸鉀），應用前景更廣闊。

鮮切甜瓜；防腐劑；Nisin；品質；微生物

甜瓜屬葫蘆科一年蔓生草本植物，原產于非洲熱帶沙漠地區，大約在北魏時期隨著西瓜一同傳入中國，明朝開始廣泛種植。據統計，我國甜瓜的栽培面積和產量均居世界第一位[1]，2015年甜瓜種植面積增至42.31萬hm2，產量達到1433.70萬t，在世界十大水果中其收獲面積次于葡萄、香蕉、柑橘、蘋果，居第五位。多食甜瓜有利于人體心臟和肝臟以及腸道系統的活動，促進內分泌和造血機能[2]。進行鮮切甜瓜的保鮮，不僅具有保障營養和新鮮度等優點[3]，同時能夠很大程度上方便消費者購買，減少環境污染。

針對鮮切甜瓜存在的色澤、硬度、口感變化以及微生物滋生快等問題，國內外主要開展了涂膜、保鮮劑、臭氧、熱激處理、氣調包裝等技術研究。保鮮劑、涂膜技術雖然對鮮切甜瓜的感官品質有所改善，但卻不可避免地增加了甜瓜的異味感[4]。熱激處理如果溫度過高則會影響甜瓜品質，溫度過低則效果有限。雖然采用臭氧技術可以對甜瓜進行冷藏保鮮，但其強氧化性極易造成產品的生理傷害。臭氧技術不但殺菌效果對殺菌介質依賴性大，而且其強氧化性也極易造成產品的生理傷害，紫外線殺菌是一種傳統、有效的消毒方法，波長在190～350nm，其中260nm左右的波長為DNA的吸收峰，抑制DNA復制，導致微生物突變或死亡[5]。同其他貯藏保鮮技術相比，紫外線技術具有投資少、操作方便、效果好的特點，但是紫外線穿透能力差，通常只能對樣品表面進行消毒殺菌，且其滅菌效果易受障礙物、溫度、濕度、照射強度等因素影響[6]，且對鮮切甜瓜的生理作用也有一定影響。

苯甲酸鈉和山梨酸鉀都是常見的食品級防腐添加劑[7-9]，但是超量使用會對人體產生毒害作用。而Nisin（乳鏈球菌素）是乳酸鏈球菌產生的一種多肽抗菌素類物質，由34個氨基酸組成，有研究表明，Nisin它能有效地抑制許多引起食品腐敗的革蘭式陽性菌（G+）及其芽孢的生長和繁殖，特別對耐熱芽孢桿菌、肉毒梭菌以及李斯特氏菌有抑制作用。進入人體即被酶分解為多種氨基酸，無殘留，不產生抗藥性，不影響人體益生菌，是一種高效、無毒、安全、無副作用的天然食品防腐劑。Nisin對霉菌抑制主要是作用于細胞膜，在細胞膜上形成孔道產生抑菌作用。孔道形成使維持生命所必須的離子梯度、質子動力耗散，從而終止一系列能量依賴反應，導致細胞死亡[10,11]。苯甲酸鈉和山梨酸鉀的抑菌效力隨介質pH值而定，酸性越大效果越好，而在堿性介質中幾乎無效[12]，而pH值對于Nisin的抑菌效果并無太大影響。

本試驗以厚皮甜瓜“金紅寶”為試材，通過研究不同濃度苯甲酸鈉、山梨酸鉀、Nisin處理鮮切甜瓜對其感官評價、可溶性固形物含量、硬度、色度、菌落總數、霉菌總數、酵母菌總數的影響，最終篩選出適宜鮮切甜瓜的防腐劑及使用濃度，以達到延長鮮切甜瓜貨架壽命的目的。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗品種為厚皮甜瓜——“金紅寶”，購買于石河子農貿市場。

試劑：苯甲酸鈉、山梨酸鉀、Nisin均為食品級添加劑，均購于天津市光復精細化工研究所。

1.2 儀器與設備

AL204型電子天平，鄭州南北實驗設備有限公司生產；MX-1型超凈工作臺，南通滬南科學儀器有限公司生產；SHP-800恒溫培養箱，常州金壇良友儀器有限公司生產；SP60型精密色差儀，邦億精密量儀有限公司生產；GY-1型手持硬度計，廣州市銘睿電子科技有限公司生產；WYT-32手持糖度計，上海平軒科學儀器有限公司；微生物快速檢測試紙，廣州綠洲生化股份有限公司生產。

1.3 方法

1.3.1 處理方法

選擇成熟甜瓜果實，去蒂。在無菌條件下使用鋒利刀具快速進行手工去皮、籽，切分成上底約3cm，下底約5cm，高約3cm，厚約1cm的梯形塊進行試驗。切分好后，立即將甜瓜塊分別放入不同濃度苯甲酸鈉、山梨酸鉀和Nisin的低溫無菌溶液中浸泡5min，瀝干，裝入保鮮盒，置于5℃的冷庫中貯藏[13]（試驗設置空白對照組，將甜瓜塊置于無菌蒸餾水中浸泡5min，其他條件與處理組保持相同）。分別于第0d、3d、6d對其可溶性固形物（TSS）含量、硬度、色度、菌落總數等進行檢測和感官品質進行評價，以確定最佳藥劑及其濃度。

1.3.2 測定指標及方法

（1）感官評價

由8人組成感官評價小組，通過對甜瓜色澤、新鮮度、香氣和口感四個方面進行評價，其中色澤占4分、新鮮度占2分、香氣占2分、口感占2分[14]，滿分為10分，感觀評分標準見表1（下頁）。

（2）可溶性固形物含量

將瓜塊均勻擠壓，產生汁液并使汁液完全覆蓋糖度計上的檢測區域，靜置2s讀數。每塊鮮切瓜塊選取3個點進行測量，每次測定時處理和對照各取10塊，計算平均值和標準差。

表1 感官評價評分標準

表2 感官評價評分表（分）

（3）硬度

將瓜塊取出，用果實硬度計探頭垂直對準瓜塊切面，均勻用力壓入，讀取并記錄數據。每個鮮切瓜塊測4個點，每次測定處理和對照各取10塊，計算平均值和標準差。

（4）色度

采用色差計在鮮切瓜塊兩個外側面進行測定，每次測定時處理和對照各取10塊，計算平均值和標準差。色差計原始數據中L表示光澤明亮度，L值越大，亮度越高；a代表紅/綠，正值越大，紅色越深，為負值時表示綠色，負值越小，綠色越深；b代表黃/藍，正值越大，黃色越深，為負值時表示藍色，負值越小，藍色越深。用L、a和b值分別表示果皮亮度、綠色值和黃色值。

（5）微生物

采用微生物快速檢測試紙，按照其說明方法測定樣品菌落、霉菌和酵母菌總數。

1.4 數據處理

全部實驗數據采用Microsoft Excel 2007軟件計算平均值并制圖。

2 結果分析

對不同濃度苯甲酸鈉、山梨酸鉀、Nisin處理的鮮切甜瓜在第0d、3d、6d取樣進行感官評價。由表2（見上頁）可知，隨著苯甲酸鈉、山梨酸鉀濃度的升高，鮮切甜瓜感官評分逐漸下降。高濃度山梨酸鉀會導致甜瓜細胞大量脫水，使產品表面干硬且色澤暗淡，而0.10%山梨酸鉀處理的甜瓜水分保持最好；高濃度的山梨酸鉀和苯甲酸鈉處理的甜瓜有明顯異味，而低濃度基本沒有，0.20%苯甲酸鈉處理的甜瓜脆度較好；0.01%Nisin處理的甜瓜易軟爛，0.04%Nisin處理的甜瓜表面較干，無水分，而0.02% Nisin處理的甜瓜水分、口感最優。綜合甜瓜色澤、新鮮度、香氣、口感四方面考慮，對于不同濃度的同一防腐劑處理的產品的感官評價進行比較，發現感官評價最好的分別是0.05%苯甲酸鈉、0.05%山梨酸鉀、0.02%Nisin處理的甜瓜。因此，選用0.05%苯甲酸鈉、0.05%山梨酸鉀、0.02%Nisin作為本試驗添加防腐劑的最優濃度。

2.1 三種防腐劑對鮮切甜瓜貯藏期可溶性固形物含量的影響

圖1 三種防腐劑對鮮切甜瓜可溶性固形物含量的影響

檢測經防腐處理后不同貯藏時間鮮切甜瓜可溶性固形物（TSS）的含量變化，由圖1可知，隨著貯藏時間的延長，產品的TSS含量總體呈下降趨勢。第0d時，TSS含量均為13.86%，隨著貯藏時間的延長，在第3d以及第6d時，0.02%Nisin處理的高于其他處理，而且下降的速率低于其他處理。因此，0.02%Nisin在抑制TSS含量下降方面效果最好。

2.2 三種防腐劑對鮮切甜瓜貯藏期硬度的影響

圖2 三種防腐劑對鮮切甜瓜貯藏期硬度的影響

由圖2可知，經過防腐劑處理的鮮切甜瓜硬度隨著貯藏時間的延長而逐漸降低，其中對照組甜瓜的硬度也呈現明顯的下降趨勢。從圖中可知，隨著貯藏時間的延長，在第3d以及第6d時，0.02%Nisin處理的硬度值高于其他處理，而且下降的速率低于其他處理。因此0.02% Nisin在抑制硬度下降方面效果最好。

2.3 三種防腐劑對鮮切甜瓜貯藏期色度的影響

圖3 三種防腐劑對鮮切甜瓜貯藏期色度的影響

食品的色度是由亮度（L值）、綠色值（a值）、黃色值（b值）共同反映的。由圖3可以看出，L值先增加后降低，a值、b值總體呈明顯的下降趨勢，而且0.02%處理的L、a、b值都比其他處理及對照組的高，說明亮度、綠色值、黃色值都高于其他處理的產品，也就是說，0.02%Nisin處理對鮮切甜瓜的影響最小，是保持產品色度最優的處理。

2.4 三種防腐劑對鮮切甜瓜貯藏期微生物的影響

防腐劑主要是作用于微生物細胞壁和細胞膜系統、遺傳物質或遺傳微粒結構、酶或功能蛋白，從而抑制微生物的生長繁殖，使瓜塊保持特有的品質和感官指標，表現出很好的防腐效果。

2.4.1 三種防腐劑對鮮切甜瓜菌落總數的影響

圖4 三種防腐劑對鮮切甜瓜菌落總數的影響

由圖4可知，鮮切甜瓜經0.05%苯甲酸鈉、0.05%山梨酸鉀、0.02%Nisin、CK處理后，隨貯藏天數的增加，CK組的甜瓜菌落總數呈明顯的增長趨勢，而經0.05%山梨酸鉀處理的甜瓜，在0～3d菌落總數為0，在3d之后，逐漸增長。經0.05%苯甲酸鈉、0.02%Nisin處理的甜瓜在0～6d的貯藏過程中菌落總數始終為0。因此，0.05%苯甲酸鈉和0.02%Nisin能夠很好地抑制微生物的生長繁殖。

2.4.2 三種防腐劑對鮮切甜瓜霉菌總數的影響

圖5 三種防腐劑對鮮切甜瓜霉菌總數的影響

由圖5可知，鮮切甜瓜經0.05%苯甲酸鈉、0.05%山梨酸鉀、0.02%Nisin、CK浸泡處理后，隨貯藏天數（3d、6d）的增加，CK處理的甜瓜的霉菌總數呈明顯的增長趨勢，而經0.05%山梨酸鉀處理的甜瓜，在0～3d霉菌總數為0，在3d之后，呈逐漸增長的趨勢。經0.05%苯甲酸鈉、0.02%Nisin處理的甜瓜在0～6d的貯藏過程中霉菌總數始終為0。因此，0.05%苯甲酸鈉和0.02%Nisin能夠很好地抑制霉菌的生長繁殖，對保持鮮切甜瓜品質具有明顯的效果。

2.4.3 三種防腐劑對鮮切甜瓜酵母菌總數的影響

圖6 三種防腐劑對鮮切甜瓜酵母菌總數的影響

由圖6可知，鮮切甜瓜經0.05%苯甲酸鈉、0.05%山梨酸鉀、0.02%Nisin、CK浸泡處理后，隨貯藏天數的增加酵母菌總數的變化不同。0.05%苯甲酸鈉、0.05%山梨酸鉀、CK處理的甜瓜的酵母菌總數呈逐漸增長趨勢，其中CK處理的甜瓜酵母菌總數增長速率最快。而經0.02% Nisin處理的甜瓜在0～6d的貯藏過程中酵母菌總數始終為0。因此，0.02%Nisin能夠很好地抑制酵母菌生長繁殖，對保持鮮切甜瓜品質具有明顯的效果。

2.5 三種防腐劑對鮮切甜瓜貯藏期感官指標的影響

根據表1中感官評定指標對三種處理后的瓜塊進行感官分析，如圖7所示，鮮切甜瓜在第0d時各處理瓜塊緊實有光澤，口感適宜，有明顯的果香味，組織細潤，具有甜瓜原有特性，其中0.02%Nisin處理的瓜塊感官指標最高。第6d時，對照組瓜塊色澤暗淡，口感不適，香氣不明顯，腐爛嚴重，失去了甜瓜該有的感官品質，而經過防腐劑處理的三組瓜塊的色澤、口感、香氣和新鮮度明顯優于對照組，其中0.02%Nisin處理的瓜塊的感官指標優于其他處理。總之，0.05%苯甲酸鈉、0.05%山梨酸鉀、0.02% Nisin均有效地抑制了瓜塊色澤、口感、香氣和腐爛的不良變化，其中0.02%Nisin處理最優。

圖7 三種防腐劑對鮮切甜瓜感官指標的影響

3 結論

本實驗通過鮮切甜瓜感官評價和品質理化指標的檢測，將不同濃度的同一防腐劑（苯甲酸鈉、山梨酸鉀、Nisin）進行比較，篩選出較優的三種對應濃度防腐劑：0.05%苯甲酸鈉、0.05%山梨酸鉀、0.02%Nisin。然后，對經過以上三種防腐劑處理的產品及對照組CK進行TSS含量、硬度、色度的測定數據分析。結果表明，0.05%苯甲酸鈉、0.05%山梨酸鉀和0.02%Nisin均能減緩鮮切甜瓜的感官品質的劣變，抑制微生物的生長繁殖，延長貨架壽命，表現出很好的防腐保鮮效果。其中，0.02%Nisin效果最佳，各項指標均高于其他的處理。因此，0.02%Nisin是本試驗最優處理。另外，Nisin是一種高效、無毒、安全、無副作用的天然食品防腐劑，因此，Nisin可作為鮮切甜瓜的保鮮劑推廣應用。

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Effect of Three Kinds of Preservatives on Quality and Microbial Index of Fresh Cut Melon

ZHU Yin-tao,GAO Fei-fei,WANG Bin*
(The Food College of Shihezi University,Shihezi 832000,China)

Fresh cut treatment of melon not only has the advantages of rich nutrition and high freshness,but also can greatly facilitate the purchase of consumers and reduce environmental pollution.The muskmelons(cv.Jinhongbao)were used as material.We studied effect of sodium benzoate,potassium sorbate and Nisin treatments on quality and microbial index of fresh cut melon during storage.The results showed that Nisin treatment at 0.02%effectively maintained sensory quality of fresh cut melon,delayed the decreasing of TSS and hardness,and kept color of pulp.Meanwhile,Nisin treatment significantly inhibited growth of fungi,bacterial and yeast.The maximum inhabitation was found against yeast.Nisin is a non-toxic and safe preservative,which is superior to conventional preservatives(sodium benzoate,potassium sorbate)and has a wider application prospect.

Fresh cut muskmelon;preservatives;Nisin;quality;microorganism

S652

A

1008-1038(2017)06-0001-06

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.06.001

2017-04-09

朱銀濤（1994—），男，本科，研究方向為食品科學與工程

王斌（1985—），男，博士，講師，研究方向為食品生物技術